EGZOPLANETA ZEMLJA
Svejedno da li od jednog do drugog mesta na Zemlji najradije trčite, plivate, hodate ili puzite, možete iz blizine da uživate u beskraju zanimljivih prizora na našoj planeti. Može da se desi da ugledate žilu ružičastog krečnjaka na zidu kanjona, bubamaru kako proždire biljnu vaš na dršci cveta ruže ili školjku koja viri iz peska. Sve što treba da uradite je da pogledate.
Kroz prozor mlaznog aviona koji uzleće, ti površinski detalji brzo nestaju. Nema užine od vaši. Nema školjki. Kada dostignete visinu krstarećeg leta, na visini od desetak kilometara, čak i pronalaženje većih saobraćajnica postaje ozbiljan izazov.
Kako se izdižete u svemir, detalji nastavljaju da isparavaju. Kroz prozor Međunarodne svemirske stanice, koja orbitira na visini od oko 400 kilometara, možda biste mogli da pronađete Pariz, London, Njujork ili Los Anđeles po dnevnom svetlu, ali samo zbog toga što ste na časovima geografije naučili gde se nalaze. Noću, ovi ogromni gradovi emituju očigledan sjaj. Po danu, uprkos popularnom mitu, verovatno nećete videti Velike piramide u Gizi, a svakako nećete videti Veliki kineski zid. Njihova nevidljivost delom je rezultat toga što su napravljeni od zemlje i kamena poreklom iz okolnog krajolika. Iako je Veliki zid dugačak hiljade kilometara, širok je svega oko šest metara – mnogo je uži od međunarodnih puteva koje jedva da vidite iz transkontinentalnog aviona.
Iz orbite, golim okom biste videli oblake dima koji se uzdižu sa zapaljenih naftnih polja u Kuvajtu po završetku prvog Rata u persijskom zalivu 1991. godine, ili zapaljene tornjeve Svetskog trgovinskog centra 11. septembra 2001. godine. Takođe biste primetili zeleno-smeđe granice između poteza navodnjavane i suve zemlje. Mimo tog malenog spiska, nema mnogo toga što su ljudi napravili a da se može razaznati s visine od nekoliko stotina kilometara. S druge strane, možete da vidite dosta prirodnih pojava, uključujući uragane u Meksičkom zalivu, ledene sante na Severnom Atlantiku, i erupcije vulkana gde god da se dogode.
S Meseca, sa udaljenosti od oko četiri stotine hiljada kilometara, Njujork, Pariz i ostatak Zemljinog gradskog svetlucanja ne vidi se ni kao treptaj. Međutim, s vašeg lunarnog vidikovca još uvek biste mogli da posmatrate velike olujne frontove kako se kreću po površini planete. S Marsa, kada se nalazi u tački najbližoj Zemlji, na udaljenosti od oko pedeset šest miliona kilometara, masivni snegom pokriveni planinski lanci i granice zemaljskih kontinenata bili bi vidljivi kroz neki veći kućni teleskop. Ako li otputujete do Neptuna, na udaljenosti od oko pet milijardi kilometara – odmah iza ćoška u kosmičkim razmerama – i sâmo Sunce postaje beznadežno bledo, zauzimajući hiljaditi deo površine dnevnog neba koje zauzima kada se posmatra sa Zemlje. A šta je sa samom Zemljom? Ona postaje tačkica ništa svetlija od prigušene zvezde, skoro potpuno izgubljena u bleštavilu Sunca.
Proslavljena fotografija koju je 1990. godine odmah iza orbite Neptuna snimila letelica Vojadžer 1 pokazuje koliko neimpresivno Zemlja izgleda iz dubokog svemira: „bleda plava tačka“, kako ju je američki astrofizičar Karl Segan nazvao. A bio je još i velikodušan. Da nema strelice koja pokazuje gde se ona nalazi, lako je moguće da ne biste ni znali da je tu.
Šta bi se desilo kada bi neki mudrijaški vanzemaljci iz velikog beskraja pregledali nebo svojim prirodno izvrsnim čulima vida, uz dodatnu pomoć vrhunskih vanzemaljskih optičkih pomagala? Koje bi vidljive karakteristike planete Zemlje mogli da otkriju?
Plavetnilo bi bilo prvo i najvažnije. Voda pokriva više od dve trećine površine Zemlje; sam Tihi okean čini skoro čitavu jednu stranu planete. Bilo koje biće s dovoljno opreme i stručnih znanja da otkrije boju naše planete svakako bi zaključilo da tu ima vode, trećeg najobilnije zastupljenog molekula u univerzumu.Kada bi rezolucija njihove opreme bila dovoljno visoka, vanzemaljci bi videli više od samo blede, plave tačke. Videli bi i zamršene obale, koje snažno ukazuju na to da je voda u tečnom stanju. A pametni vanzemaljci svakako bi znali da ako planeta ima tečnu vodu, u tom slučaju se temperatura i atmosferski pritisak planete kreću u pouzdano definisanom rasponu.
Istaknute polarne ledene kape Zemlje, koje rastu i smanjuju se u skladu s promenama temperature tokom godišnjih doba, takođe se mogu videti korišćenjem vidljive svetlosti. Može se videti i dvadesetčetvoročasovna rotacija naše planete, pošto prepoznatljive kopnene mase ulaze u vidokrug u predvidivim vremenskim intervalima. Vanzemaljci bi videli i velike olujne sisteme kako dolaze i prolaze; uz pažljivo proučavanje, mogli bi bez problema da razlikuju detalje oblaka u atmosferi od detalja koji se odnose na površinu same Zemlje.Vreme je da se ipak suočimo sa stvarnošću. Najbliža egzoplaneta – najbliža planeta u orbiti oko zvezde koja nije Sunce – nalazi se u susednom zvezdanom sistemu Alfa Kentaura, oko četiri svetlosne godine od nas. Većina poznatih egzoplaneta udaljene su desetine do stotine svetlosnih godina. Jačina svetlosti koju emituje Zemlja manja je od milijarditog dela Sunčeve, a naša blizina Suncu znači da bi optičkim teleskopom bilo veoma teško neposredno videti planetu Zemlju. Prema tome, ako su nas vanzemaljci našli, vrlo je verovatno da tragaju na talasnim dužinama van vidljivog svetla, kao što je infracrvena, gde nešto bolje isijavamo u odnosu na Sunce nego u vidljivom opsegu – ili su njihovi inženjeri usvojili neku sasvim drugu strategiju.Možda i oni rade ono što neki od naših sopstvenih lovaca na planete obično rade: posmatraju zvezde da bi videli mrduckaju li se u redovnim intervalima. Periodično mrdanje zvezde odaje u orbiti postojanje planete koja je previše tamna da bi mogla neposredno da se vidi. Nasuprot uvreženom mišljenju, planeta ne orbitira oko svoje zvezde domaćina; i planeta i njena zvezda orbitiraju oko zajedničkog centra mase. Što je masivnija planeta, tim jači mora biti odgovor zvezde, i tim je lakše merljivo mrdanje kad analizirate svetlost zvezde. Na žalost vanzemaljskih planetolovaca, Zemlja je malecna, tako da se Sunce jedva pomera, što bi predstavljalo dodatni izazov za vanzemaljske inženjere.
NASA je na teleskopu Kepler, projektovanom i podešenom da otkriva zemljolike planete oko suncolikih zvezda, iskoristila jedan drugi metod detekcije, dodavši mnoštvo stavki u katalog egzoplaneta. Kepler je tragao za zvezdama čija ukupna jačina svetlosti blago opada, i to u redovnim intervalima. U tim slučajevima, Keplerova linija vida namestila se tačno tako da vidi kako se zvezda zatamnjuje, za najmanji delić jačine svetlosti, zbog toga što jedna od njenih planeta prolazi neposredno ispred zvezde domaćina. Ovom metodom ne možete da vidite samu planetu. Ne možete čak ni da razaznate nikakve detalje na površini zvezde. Kepler prosto prati promene ukupne jačine svetlosti zvezde, ali je dodao na hiljade egzoplaneta u katalog, uključujući stotine zvezdanih sistema sa više planeta. Iz ovih podataka, takođe možete saznati veličinu egzoplanete, njen period orbite, kao i orbitalno rastojanje od zvezde domaćina. A možete i da izvedete približne procene mase planete.
Ako ste se možda zapitali, kad Zemlja prođe ispred Sunca – što se uvek dešava za određene linije vida širom galaksije – nakratko zatamnimo ukupnu jačinu svetlosti Sunca za desethiljaditi deo njene uobičajene vrednosti. Što je sasvim na mestu. To će pokazati da Zemlja postoji, ali neće otkriti ama baš ništa o tome šta se na Zemljinoj površini dešava.
Radio talasi i mikrotalasi možda mogu da upale. Možda naši vanzemaljci prisluškivači imaju nešto nalik opservatoriji „Aresibo“ u Portoriku, najvećem radio teleskopu s jednim tanjirom na Zemlji – i koji ste možda videli s početnih snimaka lokacija u filmu Kontakt iz 1997. godine. Ako imaju tako nešto, i ako ga podese na odgovarajuće frekvencije, svakako će primetiti Zemlju – odnosno, primetiće našu savremenu civilizaciju – jedan od najbleštavijih izvora na nebu. Uzmimo u obzir šta sve radimo, a što proizvodi radio talase i mikrotalase: ne samo tradicionalni radio već i televizijski signali, mobilni telefoni, mikrotalasne pećnice, daljinski za otvaranje garaže, ključevi za automobile, komercijalni radari, vojni radari i komunikacioni sateliti. Bleštimo na dugim talasima – spektakularan dokaz da se ovde dešava nešto neobično, pošto u svom prirodnom stanju male kamenite planete ne emituju skoro nikakve radio talase.
Dakle, ako bi vanzemaljski prisluškivači usmerili svoju verziju radio teleskopa ka nama, mogli bi da zaključe da na našoj planeti postoji radio-tehnika. Ipak, ima tu jedna komplikacija: moguća su i druga tumačenja. Možda ne bi mogli da razaznaju signale Zemlje od signala većih planeta u našem sunčevom sistemu, pošto su sve one poveći izvori radio talasa, naročito Jupiter. Možda bi pomislili da smo mi neka nova vrsta čudne, radio-emitujuće planete. Možda ne bi mogli da razaznaju radio emisije Zemlje od emisija Sunca, što bi ih navelo da zaključe da je Sunce nova vrsta čudne, radio-emitujuće zvezde.
Astrofizičari ovde na Zemlji, na univerzitetu u Kembridžu u Engleskoj, na sličan način su bili zatečeni 1967. godine. Dok su pretraživali nebo, koristeći radio teleskop da bi pronašli izvore snažnih radio talasa, Entoni Hjuiš i njegov tim otkrili su nešto izuzetno čudno: objekat koji pulsira u preciznim, ponavljajućim intervalima od nešto manje od jedne sekunde. Džoslin Bel, Hjuišova postdiplomka u to vreme, prva ga je primetila.Ubrzo su njene kolege utvrdile da pulsevi dolaze s velikog rastojanja. Pomisao da je signal tehnološkog porekla – neka druga kultura koja šalje dokaze o svojim aktivnostima u svemir – bila je neodoljiva. Kako se Belova priseća: „Nismo imali dokaza da se radilo o sasvim prirodnoj radio emisiji… Te sam ja tu tako sedela pokušavajući da dobijem doktorat ovom novom tehnikom, a neki šašavi mali zeleni baš su morali da odaberu moju antenu i moju frekvenciju da komuniciraju sa nama“. U roku od nekoliko dana, međutim, otkrila je i druge ponavljajuće signale koji su dopirali s drugih mesta u našoj galaksiji Mlečni put. Belova i njeni saradnici shvatili su da su otkrili novu klasu kosmičkih objekata – zvezde sačinjene u potpunosti od neutrona koje pulsiraju radio talasima za svaku rotaciju koju izvrše. Hjuiš i Belova su ih sasvim razložno nazvali „pulsarima“.
Ispostavlja se da presretanje radio talasa nije jedini način da se njuška. Tu je i kosmohemija. Hemijska analiza planetarnih atmosfera postala je živahna oblast savremene astrofizike. Kao što ste mogli da pogodite, kosmohemija zavisi od spektroskopije – analize svetlosti putem spektrometra. Koristeći alate i taktike spektroskopa, kosmohemičar može da izvede zaključke o prisustvu života na egzoplaneti, bez obzira na to da li taj život ima svest, inteligenciju ili tehnologiju.
Ova metoda funkcioniše zbog toga što svaki element, svaki molekul – ma gde se našao u univerzumu – apsorbuje, emituje, odražava i rasejava svetlost na jedinstven način. Kada to svetlo proterate kroz spektrometar, otkrivate karakteristike koje s pravom možemo nazvati hemijskim otiscima prsta. Najvidljivije otiske ostavljaju hemikalije koje se najviše pobuđuju pod pritiskom i temperaturom svog okruženja. Planetarne atmosfere krcate su takvim karakteristikama. A ukoliko planeta kipti od flore i faune, njena atmosfera biće natrpana biomarkerima – spektralnim dokazima života. Bilo da su biogeni (koje proizvode neki ili svi oblici života), antropogeni (koje proizvodi naširoko rasprostranjena vrsta homo sapiens), ili tehnogeni (proizvedeni samo tehnologijom), ove će obilate dokaze biti teško sakriti.
Ako se nisu rodili sa ugrađenim spektroskopskim senzorima, naša vanzemaljska njuškala morala bi da naprave spektrometar da bi očitali naše otiske prstiju. Međutim, Zemlja bi pre svega morala da prođe ispred Sunca (ili nekog drugog izvora svetla), omogućivši svetlosti da prođe kroz našu atmosferu i nastavi ka vanzemaljcima. Tako bi hemikalije u atmosferi Zemlje mogle da interreaguju sa svetlošću, ostavljajući svoj beleg da ga svi vide.
Pojedini molekuli – amonijak, ugljen-dioksid, voda – javljaju se u izobilju širom univerzuma, bilo da su živa bića prisutna ili ne. Ali drugi molekuli naročito cvetaju u prisustvu života.
Još jedan odmah uočljiv biomarker jeste stalan nivo molekula metana na zemlji, od čega dve trećine proizvode ljudske aktivnosti, kao što su proizvodnja goriva, uzgajanje pirinča, kanalizacija i podrigivanje pripitomljene stoke. Prirodni resursi, koji predstavljaju preostalu trećinu, uključuju močvare i izlučevine termita. U međuvremenu, na mestima na kojima nema mnogo slobodnog kiseonika, metanu nije uvek potreban život da bi se formirao. Upravo u ovom trenutku astrobiolozi raspravljaju o tačnom poreklu tragova metana na Marsu i obilatih količina metana na Saturnovom mesecu Titanu, gde zasigurno ne obitavaju krave ili termiti.Ako bi vanzemaljci pratili tamnu stranu planete dok orbitiramo oko naše zvezde domaćina, mogli bi da primete skok natrijuma zbog rasprostranjene primene uličnih svetiljki s natrijumskom parom koje se pale u sumrak u gradskim i prigradskim opštinama. Najjasniji signal bi, ipak, bio sav taj slobodan kiseonik, koji čini čitavu petinu naše atmosfere.
Kiseonik – koji je nakon vodonika i helijuma treći najobilnije prisutan element u kosmosu – hemijski je aktivan i bez oklevanja se vezuje za atome vodonika, ugljenika, azota, silicijuma, sumpora, gvožđa itd. Prema tome, da bi kiseonik postojao u slobodnom obliku, nešto mora da ga oslobađa onoliko brzo koliko se on i troši. Ovde na Zemlji, to oslobađanje može se ispratiti do živih bića. Fotosinteza, koju vrše biljke i brojne bakterije, stvara slobodan kiseonik u okeanima i u atmosferi. Slobodan kiseonik, s druge strane, omogućuje postojanje stvorenja čiji metabolizam koristi kiseonik, uključujući tu i nas i praktično sva ostala bića u životinjskom carstvu.
Mi, zemljani, već znamo koje je značenje jedinstvenih hemijskih otisaka prstiju Zemlje. Međutim, udaljeni vanzemaljci koji nalete na nas moraće da tumače svoje nalaze i ispitaju svoje pretpostavke. Da li periodično pojavljivanje natrijuma mora da bude tehnogeno – proizvedeno od inteligentnog aktera koji gospodari tehnologijom? Slobodan kiseonik sigurno je biogen – proizveo ga je život. Šta je s metanom? I on je hemijski nestabilan, i da, jedan deo je atropogen – proizveli su ga ljudi – ali kao što smo videli, metan ima i nežive izvore.
Ako vanzemaljci zaključe da su hemijske karakteristike Zemlje siguran dokaz postojanja života, možda će se zapitati da li je taj život inteligentan. Pretpostavljamo da vanzemaljci mogu da komuniciraju među sobom, i možda će i oni pretpostaviti da i drugi inteligentni oblici života takođe komuniciraju. Možda će tada odlučiti da oslušnu Zemlju svojim radio teleskopima da bi videli kojim su delom elektromagnetnog spektra njeni stanovnici zavladali. Prema tome, ako vanzemaljci istražuju hemijom ili radio talasima, možda će doći do istih zaključaka: planeta na kojoj postoji napredna tehnologija mora da je naseljena inteligentnim oblicima života, koji se možda bave otkrivanjem načina na koji univerzum funkcioniše, kao i načinima da se njegovi zakoni iskoriste za sopstvenu ili javnu dobit.
Ako pobliže pogledamo atmosferske otiske prstiju Zemlje, ljudski biomarkeri takođe uključuju sumpornu, ugljenu i azotnu kiselinu, i druge komponente smoga nastale sagorevanjem fosilnih goriva. Ako se desi da su znatiželjni vanzemaljci društveno, kulturno i tehnološki napredniji od nas, zasigurno će protumačiti ove biomarkere kao najsigurniji dokaz nedostatka inteligentnog života na Zemlji.
Prva egzoplaneta otkrivena je 1995. godine, i u vreme kad ovo pišem popis je dostigao četiri hiljade, pri čemu je u poređenju sa dimenzijama Mlečnog puta većina pronađena u maloj zoni oko sunčevog sistema. Prema tome, ima ih još dosta tamo gde smo našli ove dosadašnje. Napokon, naša galaksija sadrži više od stotinu milijardi zvezda, a poznati univerzum sadrži oko stotinu milijardi galaksija.
Naša potraga za životom u univerzumu tera nas da tragamo za egzoplanetama, od kojih pojedine liče na Zemlju – ne po detaljima, naravno, ali po opštim karakteristikama. Poslednje procene, izvedene na osnovu postojećeg kataloga, ukazuju na čak četrdeset milijardi zemljolikih planeta samo u Mlečnom putu. To su planete koje će naši naslednici možda jednog dana želeti da posete, po sopstvenom nahođenju, ako ne i iz goruće potrebe.
